Простой усилитель на N-канальных MOSFET

[antonluba]

Схема образовалась практически случайно.
В симуляторе показывает неплохие картинки.
Сегодня собрал на макетке, запустилось довольно легко. Ток покоя в железе немного меньше расчетного, нужно с номиналами источника тока поиграться.
Измерять нечем пока, на слух один канал приятно играет.
Модель прилагается.

VK_mosfet10_audio_MAKET.CIR

Подправил номиналы обратной связи, выровнял резисторы в коллекторах первого дк и в затворах выходников. Ушла постоянка на выходе, ток покоя выставил 50мА.
Играет красиво.
В симуляторе вот.
Вложение 341329
В железе R51 состоит из 2.2кОм + подстроечник на 10кОм.
Транзисторы биполярные 2N5551, 2N5401, полевые IRF9540, IRFP240.
Питание +-36В, в фильтрах 4700+1000мкф в каждое плечо.

Плюсы вижу следующие:
Простая схема, мало деталей, используются ходовые недорогие транзисторы.
Для такой простой схемы довольно низкие искажения, «мягкое» переключение выходников.
Минусы, наверное, тоже есть.
Я не умею нормально моделировать температурные режимы. Очевидно, нужна какая-то стабилизация тока покоя от температуры. И еще, непонятно, как он себя поведет при изменении напряжения питания (даже в пределах отклонений сети).
Различия в моделях P-канальных транзисторов дают в симуляторе разные варианты, от полной неработоспособности схемы с данными параметрами до идеальной схемы с небольшой второй гармоникой и полным отсутствием 3й и высших. В промежутке появляются варианты с отсутствием четных гармоник и огромными нечетными, а также с наличием только 3й гармоники на графике искажений.
Так что окончательный результат даст измерение.
Правда, еще бы печатку и конструктив подправить..

В окончательном варианте, возможно, имеет смысл поставить ограничение тока выходников, хотя я последнее время этого не делаю почему-то. Может потому что громко не слушаю.

Вот еще вариант
Вложение 341448

[antonluba]

А там, в вашем вложении , тоже есть вторая петля двухкомпонентной оос и грамотно сделана .

Я хотел еще частотнозависимую ООС по току добавить, только поздно сообразил, что можно ее ввести в середину R116 и будет хорошо. Платы уже были сделаны. Пока отказался от этого.

По поводу клипа. В симуляторе при одном и том же токе покоя, на выходных IRFP240 клип идеален, на IRFP260 - огромные сквозные токи.

[Серый Мыш]

на выходных IRFP240 клип идеален, на IRFP260 - огромные сквозные токи.

то же самое - 260-е тяжелее по емкостям просто

[antonluba]

В качестве выходных есть вот такой интересный вариант
https://www.st.com/resource/en/datasheet/stp30nf20.pdf
38нКл всего.

А ZVP3310 наверное надо попробовать. Если перегреваться не будут.

[Airt]

В качестве выходных есть вот такой интересный вариант
https://www.st.com/resource/en/datasheet/stp30nf20.pdf
38нКл всего.

Есть еще FQA28N15

[EMiq]

А ZVP3310 наверное надо попробовать. Если перегреваться не будут.

Можно попробовать BSS92 или аналог Интеграла КП508А у них 1 Вт. - R j-a 125 K/W

[antonluba]

С легкими транзисторами модель ведет себя гораздо лучше, чем с тяжелыми.
Есть еще один вопрос. На модели третья и высшие гармоники имеют амплитуду примерно в 20 раз меньше 2й. В железе 3я получается лишь незначительно ниже. Почему?
Нужно подбирать транзисторы по Hfe?

[leonid]

Все так хорошо начиналось, а в результате очередной монстр. А всего то, надо было перечитать дедушку Акулиничева(Радио 80/3). И все! Ну, еще прислушаться к рекомендациям Никитина по выходным полевикам.

[antonluba]

Все так хорошо начиналось, а в результате очередной монстр. А всего то, надо было перечитать дедушку Акулиничева(Радио 80/3). И все! Ну, еще прислушаться к рекомендациям Никитина по выходным полевикам.

Что-то я не понял ваш посыл. Перечитал. Акулиничев для большой мощности как раз и советует добавить то, что добавил я. Только вот между биполярниками во втором каскаде и полевиками у меня - есть разница.

Мне эта конструкция нравится. Что тут такого монструозного вы нашли?

[leonid]

Что-то я не понял ваш посыл. Перечитал. Акулиничев для большой мощности как раз и советует добавить то, что добавил я. Только вот между биполярниками во втором каскаде и полевиками у меня - есть разница.
Мне эта конструкция нравится. Что тут такого монструозного вы нашли?

То что конструкция нравится это хорошо и понятно. А посыл таков, что это уже нельзя назвать простым усилителем. Если Вы проанализируете усилитель Акулиничева, то поймете, что в нем все тоже самое сделано намного проще и без потери качества. И выходные транзисторы лучше применить типа Logic-Level IRL540 или подобные, для этой схемы они лучше. Если интересно почитайте ветку по Никитинскому усилителю и Вам многое станет понятнее, тем более что структуры схожи.

[antonluba]

То что конструкция нравится это хорошо и понятно. А посыл таков, что это уже нельзя назвать простым усилителем. Если Вы проанализируете усилитель Акулиничева, то поймете, что в нем все тоже самое сделано намного проще и без потери качества. И выходные транзисторы лучше применить типа Logic-Level IRL540 или подобные, для этой схемы они лучше. Если интересно почитайте ветку по Никитинскому усилителю и Вам многое станет понятнее, тем более что структуры схожи.

То, что logic level лучше, это понятно. Только в маленьких корпусах и тепло отвести труднее. А в больших корпусах я что-то не нашел с ходу.

Усилитель Акулиничева все же имеет гораздо меньшую мощность. И искажения у него больше. В симуляторе гораздо больше.

---------- Сообщение добавлено 18:54 ---------- Предыдущее сообщение было 18:36 ----------

Насчет простоты я согласен, только шапку редактировать уже невозможно.

---------- Сообщение добавлено 18:58 ---------- Предыдущее сообщение было 18:54 ----------

Хм. Я тут попробовал ради интереса в симулятор irl540 поставить. При том же токе покоя искажения почему-то больше в 10 раз получились. Почти независимо от сопротивления затворных резисторов. Странно.

[EMiq]

Модель на IRL540 в МС11 ниже. Все работает также, как и с обычными полевиками. Важны емкости переходов полевика и времена разряда емкостей. В схеме есть некоторые мои изменения. Стабильность тока покоя - вопрос в железе. Использована схема аналогичная. как у Никитина.

[Airt]

То, что logic level лучше, это понятно.

Нет никакой разницы по звуку. Никитин применял LL по причине простой термокомпенсации. Полевики нужно брать из одной партии, они почти идентичны. Подбирать ненужно.

[antonluba]

заряд затвора irl540 лишь немного меньше irfp240.
По звуку разницы и не должно быть имхо. Разница будет в тепловых режимах предвыходных.
И то, если уменьшить затворные резисторы, то и этого не будет.

Посчитал мощность, рассеиваемую на предвыходных полевиках. Получилось около 160мВт.
При Rja у bss92 155 градусов перегрев будет +24градуса. С учетом отсутствия обдува в корпусе получится еще больше. Стоит рисковать?

[EMiq]

При Rja у bss92 155 градусов перегрев будет +24градуса. С учетом отсутствия обдува в корпусе получится еще больше. Стоит рисковать?

Такой перегрев - 24 град. почти всегда допустим с точки зрения надежности. Из-за разной температуры полевиков второго каскада ( разная рассеивается мощность) увеличится дрейф нуля выхода.
Обычно транзисторы без проблем переносят температуру корпуса 75 град. В импортной технике встречалась температура корпуса 90 градусов. И все работало надежно. Для 90 градусов нужны качественные элементы.

[Airt]

Посчитал мощность, рассеиваемую на предвыходных полевиках. Получилось около 160мВт.
При Rja у bss92 155 градусов перегрев будет +24градуса. С учетом отсутствия обдува в корпусе получится еще больше. Стоит рисковать?

Это нормальный режим для них. Только ток покоя уплывет. И еще, транзисторы с малой тепловой инерционностью работают в разных режимах. Я уже говорил, что базу Q89 нужно через резистор в пару ом к выходу прицепить, чтобы избежать тепловых искажений. Может и спектр поправится.

[antonluba]

Реальная мощность видимо больше. IRF9520, при их Rja=62*С/Вт у меня уверенно теплые, думаю, градусов под 50. Что примерно соответствует 300мВт.
Буду ставить IRF9510. В местных магазинах удалось купить только 2 шт. Закажу.
Зато нашел второй трансформатор от веги122. Можно двойное моно сделать.

С корпусом пока непонятно.

[Airt]

IRF9610 получше будут и купить их проще.

[antonluba]

IRF9610 получше будут и купить их проще.

Можно попробовать.

[antonluba]

Собрал двойное моно.
С корпусом все еще непонятно.

Звук супер. Полное отсутствие фона и шума, даже если ухо вплотную к пищалке.
На слух возможности по отдаче на низах еще улучшились. Наверное из-за увеличенной в 2 раза емкости фильтра.
Звук от колонок отвязался окончательно.

В целом я доволен.
Как-нибудь соберусь еще раз померить, выложу.


---------- Сообщение добавлено 22:04 ---------- Предыдущее сообщение было 12:23 ----------

Трансформаторы от веги прилично греются даже при небольшой мощности.

[zoog]

Трансформаторы от веги прилично греются даже при небольшой мощности.

На небольшой, порядка 1/3 мощности да ещё при ПФ 12дБ потребляемый ток составит ~0,17 от номинального, а нагрев - 0,028, то есть порядка 3К.
Что-то у Вас не то с транформаторами, а может, постоянка (ток в первичке не смотрели?).